高温・高湿度雰囲気中線照射によりSiC MOSFETsに生成される電荷の線量依存

Effect of high temperature and humidity on dose dependence of charges generated in SiC MOSFETs due to -ray irradiation

武山 昭憲; 松田 拓磨*; 横関 貴史*; 三友 啓*; 村田 航一*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 大島 武; 土方 泰斗*

Takeyama, Akinori; Matsuda, Takuma*; Yokoseki, Takashi*; Mitomo, Satoshi*; Murata, Koichi*; Makino, Takahiro; Onoda, Shinobu; Okubo, Shuichi*; Tanaka, Yuki*; Kandori, Mikio*; Yoshie, Toru*; Oshima, Takeshi; Hijikata, Yasuto*

福島第一原子力発電所事故の収束作業用ロボットへの応用が期待される炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の実環境での耐放射線性を検証するため、高温・加湿雰囲気下でSiC MOSFETへ線を照射し、酸化膜中に発生する固定電荷と、酸化膜-SiC界面に生ずる界面準位密度の線量依存を調べた。耐圧1.2kV、定格電流20A、ゲート酸化膜厚45nmのnチャネル4H-SiC MOSFETを、温度150C、湿度100%に保ち線照射を行った。線量率3.61kGy(SiO)/hで総線量1800kGyまで照射を行い、途中、試料を取り出してドレイン電流(I)-ゲート電圧(V)を測定・解析することで酸化膜中の固定電荷及び界面準位密度を求めた。比較のため、加湿せずに高温照射(乾燥窒素中150C)のみの条件での照射試験も行った。その結果、高温・高湿度での照射の場合、高温のみでの照射と比べて、酸化膜中の固定電荷および界面準位の生成が抑制され、電気特性の劣化が少ないことが判明した。

Effect of -ray irradiation under high temperature and humidity circumstances on the electrical characteristics of Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) was investigated. In the case of irradiation under high humidity circumstance, trapped oxide and interface charges densities generated due to irradiation were smaller than those for irradiation in dry circumstance. It is concluded that humidity circumstance suppressed the degradation of the electrical properties due to irradiation including threshold voltage shift and leakage current.